Быстродействующее устройство защиты потребителя от перегрузок и перенапряжений Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания постоянного тока электрических и радиоэлектронных устройств.

Цель изобретения - повышение надежности защиты потребителя и упрощение обслуживания аппаратуры.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,, 2 - схема варианта реализации устройства.

Устройство (фиг, 1) содержит блок 1 отключения, силовым входом подключенный к силовой вкоцной шине выходом к входу датчика 2 тока, силовой выход которого подключен к силовой выходной шине, датчик 3 напряжения, входными выводами подключенный к силовому выходному выводу и общей шине, а выходом - к второму входу блока 4 перемножения, первый вход которого подключен к информационному выходу датчика 2 тока. Выход блока 4 перемножения подключен к первому входу блока 5 сравнения, второй вход которого подключен к установочному входному выводу 6 для подключения источника опорного напряжения, а выход - к управляющему пходу блока 1 отключения, потреби- 7 и источник 8 питания, причем датчик 2 тока выполнен в виде резистора (фиг . 2), включенного последовательно с потребителем. Напряжение падлющпо на нем, пропорционально току в цепи питания потребителя. Датчик 3 напряжения выполнен в виде резистивного делителя, включенного параллельно потребителю. Напряжение на нем пропорционально напряжению питания потребителя.

Блок 4 перемножения выполнен в виде аналогового перемножителя на микросхеме К 525 ПС 1 или К525 ПС 2. Напряжение на выходе перемножителя 4 пропорционально произведению сигналов тока потребителя и его питающего напряжения, т„е, потребляемой мощности Блок 5 сравнения выполнен на операционном усилителе широкого применения по схеме вычитателя. Напряжение на выходе блока 5 сравнения пропорционально разности сигналов потребляемой мощности с выхода блока 4 перемножения и допустимой мопиюсти потребления Рд , задаваемой на входном выводе 6 при помощи ис0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

точника опорного напряжения. Разностный сигнал поступает на вход блока 1 отключения, выполненного в виде стабилизатора тока на полевом транзисторе 9, резисторе 10 и биполярном транзисторе 11.

Ток, протекающий через транзистор 11, т.е. через потребитель, задается напряжением на выходе блока 5 сравнения„ При включении источника питания ток потребителя возрастает до тех пор, пока не сравняются напряжения на входе блока 3 сравнения. При увеличении напряжения источника 8 питания или при включении потребителя с более низким рабочим напряжением, чем установленное на выходе источника питания, ток потребления возрастает, а также возрастает падение напряжения на датчике 2 тока. Сигналы с выхода блока 4 перемножения превышает сигнал Р и блок 5 сравнения отработает таким образом, чтобы уменьшился ток источника тока на полевом транзисторе 9 и резисторе 10. При этом уменьшается проводимость транзистора 11 и проходящий через него ток потребителя 7 и увеличивается падение напряжения на транзисторе 11, т.е. напряжение питания потребителя 7 уменьшается. Это происходит до тех пор, пока сигнал мощности потребления не сравняется с заданной мощностью Р, . Таким образом, мощность потребления остается на безопасном уровне.

Блок 5 сравнения можно выполнить также в виде компаратора с цифровым выходом, тогда устройство защиты будет работать в ключевом режиме. При установке в блоке отключения элемента памяти, например триггера, включение устройства после срабатывания защиты может производиться только по отдельной команде.

Устройство позволяет отключать потребитель или снижать его мощность потребления, если она превысит допустимую величину, а для обеспечения защиты потребителя достаточно предварительно установить только один параметр - допустимую мощность потребления. При этом при подключении потребителей с различны-, ми нагрузочньпчи характеристиками защита срабатывает при достижении в потреоителе допустимой мощности потребления, ограничив его напряжение питания потребляемы) ток на безопасных для него уровнях.

Быстродействие устройства защиты зависит от времени срабатывания блоков перемножения, сравнения и отключения. Для варианта реализации устройства (фиг. 2) оно лежит в пределах единиц микросекунд. При использовании в блоке отключения электромагнитного реле быстродействие устройства защиты возрастает до десятков миллисекунд Вариант исполнения отключающего элемента может быть выбран исходя из величины проходящего тока и стойкости потребителя к перегрузкаМо

Формула изобретени

Быстродействующее устройство защиты потребителя от перегрузок и перенапряжений, содержащее блок отключения, силовым входом подключенный к силовому рх(1дному выводу, а выходом - к входу тока, силово11 выход которого подключен к силовому выходному выводу, датчик напряжения, входными выводами под- ключенньт к силовому выходному выводу и обшей шине, блок сравнения, отличающееся тем, что,

с целью повышения надежности защиты потребителя и упрощения обслуживания, в него введены блок перемножения, первым входом подключенный к информационному выходу датчика тока, вторым входом - к выходу датчика напряжения, и установочный входной вывод для подключения источника опорного напряжения, причем блок сравнения первым входом соединен с выходом блока перемноже}П1я, вторым входом - с указанным установочным входным выводом для подключения источника опорного напряжения, а выход блока сравнения соединен с управляющим входом

блока отключения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания постоянного тока электрических и радиоэлектронных устройство Цель - повышение надежности защиты потребителя и упрощение обслуживания аппаратуры. Устройство содержит датчики тока 2 и напряжения 3, блок 4 перемножения, блок 5 сравнения и блок 1 отключения. На выходе блока 4 перемножения формируется напряжение, пропорциональное потребляемой мощности, которое сравнивается с сигналами допустимой мощности потребления. Блок 1 отключения ограничивает напряжение питания и потребляемый ток на уровне максимально допустимой мощности потребления . 2 ил.Q